基于影像组学的胰腺癌新辅助治疗疗效及预后综合评估模型研究

Pancreatic adenocarcinoma is a highly pernicious and malignant digestive tract tumor. With the progress of surgical technology and the introduction of new adjuvant therapy, how to evaluate the curative effect of Neoadjuvant Therapy (NAT) and guide more accurate and effective treatment in the next step has become the key to the diagnosis and treatment of pancreatic cancer. The current research shows that traditional imaging can not accurately distinguish the tumor tissue and fibrous tissue in the lesion after NAT, and overestimate the size of the tumor and the T staging after treatment. Radiomics can obtain a large number of objective and quantitative tumor characteristics. It shows excellent application prospects in the treatment of NAT and prognosis in rectal cancer and other malignant tumors. At present, there is no study on the therapeutic evaluation and prognosis of pancreatic cancer after NAT at home and abroad. Therefore, the purpose of this study is to using CT 3D imaging and based on radiomics to evaluate the curative effect of pancreatic cancer quantitatively after NAT, referred to the College of American Pathologists (College CAP of American Pathologists) classification as the gold standard. Then combined with traditional imaging and clinical evaluating indicator to establish a more optimized comprehensive evaluation model of curative effect and prospectively verify its accuracy and effectiveness. It will provide a practical imaging tool for the diagnosis and treatment of pancreatic cancer.

胰腺癌是一种极为凶险、高度恶性的消化道肿瘤。随着外科技术的进步和新辅助治疗引入，如何准确评价胰腺癌新辅助治疗(Neoadjuvant Therapy,NAT)疗效指导下一步准确有效的治疗已成为胰腺癌诊治的关键。目前研究表明传统影像学因无法准确区分NAT后肿块内的肿瘤组织和纤维组织，而高估治疗后的肿瘤大小和T分期。影像组学可获取大量客观定量的肿瘤特征，其在直肠癌等恶性肿瘤中对NAT疗效及预后评估显示了优良的应用前景。目前国内外尚无利用影像组学进行胰腺癌NAT的疗效评估及预后的研究。本研究以美国病理学会CAP分级为金标准，基于影像组学方法，利用CT图像对胰腺癌NAT后的疗效进行影像定量评估，并综合传统影像及临床指标，建立更优化的疗效综合评估模型并前瞻性地验证其准确性、有效性，为胰腺癌的诊治提供实用化的影像工具。

提高胰腺癌治疗水平是实现健康中国过程中必须攻克的关键问题之一。如何准确评价胰腺癌新辅助治疗疗效，使部分胰腺癌患者重新获得手术机会并提高成功率，成为近年来胰腺癌的研究热点。由于常规增强CT不能对新辅助治疗后的纤维组织和残存的肿瘤组织进行有效区分，目前临床上迫切需求无创、精准而客观的新型胰腺癌新辅助治疗疗效评估的方法。影像组学可获取大量客观定量的肿瘤特征，在多种肿瘤新辅助治疗后疗效及预后评估作用中有着卓越的应用前景。本研究旨在基于影像组学方法，综合传统影像及临床指标，建立更优化的疗效综合评估模型，为胰腺癌治疗评估提供实用化的影像工具。.本项目按期基本完成主要研究内容，包括：1）对影像组学在胰腺癌中的预后价值进行系统综述分析，肯定了影像组学在胰腺癌预后预测中的应用价值，并掌握了影像组学的关键工作流程，并将影像组学应用于胰腺占位的鉴别诊断；2）对胰腺癌术前行CT检查的患者进行纹理分析，探究CT纹理分析对于评估胰腺癌对胰周主要血管侵犯的可行性；对已行手术的患者，利用CT影像组学对术后复发进行综合评估；对不可切除而行化疗的患者利用CT纹理分析来预测化疗疗效；3）为更高效地利用组学进行CT图像瘤灶快速智能化分析及评估，引入人工智能，提出一种多尺度多视图的深度学习框架，进行多期相胰腺分割，利用跨期相非局部注意力模块进行多期相信息融合，对于多种载瘤胰腺轮廓识别进行了人工智能模型的训练，内部实验数据的Dice相关系数可达91.19%，多个外部验证数据集Dice相关系数均可达到85%以上；4）建立了完备的胰腺疾病数据库，拓展了数据库的研究范围，为包括影像组学在内的多项胰腺研究提供有力数据支持，并获得了一定的成果。